Communications System Toolbox

Communications Toolbox предоставляет алгоритмы и приложения для анализа, разработки, сквозной симуляции и верификации систем связи. Данный toolbox включает в себя алгоритмы канального кодирования и модуляции, MIMO, OFDM, что позволяет создавать модели физического уровня как систем связи, основанных на различных стандартах, так и разработать систему связи по собственному проекту.

В toolbox входят следующие приложения: генератор сигналов (Waveform Generator app), средства для отображения глазковых диаграмм и сигнальных созвездий, утилита для расчета битовой ошибки (bit-error-rate), а также большое количество других средств для анализа и тестирования систем связи. Данные средства позволяют инженерам формировать и анализировать сигналы, соответствующие различным стандартам систем связи, визуализировать характеристики каналов связи, оценивать характеристики работы узлов и подсистем, например, величину вектора ошибок (EVM). Доступны статистические и пространственные модели каналов SISO и MIMO, а также широкие настройки профиля канала Рэлея, Райса, WINNER II. Каждая из приведенных моделей поддерживает введение различных искажений: нелинейности, смещения по частоте, а также алгоритмы компенсации и символьной синхронизации. Данный инструментарий позволяет построить полноценную модель радиолинии, в которой учитываются влияния искажений.

Совместное использование Communications Toolbox c SDR платформами, поддерживаемыми в MATLAB, или измерительными приборами позволяет соединить модели принимающей и передающей части в систему связи через радиоэфир и проводить полунатурное моделирование.

Видео "Обучение цифровым системам связи с Simulink и Software Defined Radio" (рус.)

Communications System Toolbox

Формирование сигнально-кодовых конструкций

Канал DVB-S.2, включая кодирование LDPC
Канал DVB-S.2, включая кодирование LDPC

Формируйте различные настраиваемые или стандартные сигнально-кодовые конструкции физического уровня. Используйте приложение Wireless Waveform Generator для создания тестовых сигналов. Используйте сигнально-кодовые конструкции в качестве эталонных для ваших проектов.

Приложение Wireless Waveform Generator

Формируйте, искажайте, визуализируйте и экспортируйте модулированные сигналы, включая OFDM, QAM, PSK, 5G, WLAN, LTE, и Bluetooth.

Стандартные сигнально-кодовые конструкции

Формируйте сигнально-кодовые конструкции, соответствующие различным стандартам, включая сигналы DVB, MIL-STD 188, телевизионного и FM-вещания, ZigBee, NFC, WPAN 802.15.4, cdma2000 и 1xEV-DO.

Канал DVB-S.2, включая кодирование LDPC Канал DVB-S.2, включая кодирование LDPC

Моделирование радиочастотного тракта и каналов связи

Замирания в канале WINNER II
Замирания в канале WINNER II
Замирания в канале WINNER II Замирания в канале WINNER II

Выполняйте анализ методом трассировки лучей для сценариев внутри и снаружи помещения. Характеризуйте влияние шума и замираний. Учитывайте потери при распространении из-за свободного пространства и атмосферных воздействий.

Радиочастотный тракт

Отображайте радиочастотное покрытие на карте. Вычисляйте и отображайте область видимости, которая учитывает рельеф местности. Вычисляйте SNR для области покрытия. Рассчитывайте уровень принимаемого сигнала в городских сценариях. Рассчитывайте импульсную характеристику канала на основе анализа трассировки лучей.

Моделирование каналов связи

Симулируйте модели канального шума и замираний, включая AWGN, многолучевые рэлеевские замирания, райсовские замирания и пространственные модели канала WINNER II.

Сквозная симуляция

Спутниковая радиосвязь
Спутниковая радиосвязь

Моделирование моделей систем связи на уровне канала. Изучите сценарии «что, если» и оцените компромиссные варианты системных параметров. Получите ожидаемые показатели производительности, например BER, PER, BLER и пропускную способность.

Модуляция и канальное кодирование

Укажите системные компоненты для кодирования каналов (включая сверточное, турбо, LDPC и TPC кодирование), модуляции (включая OFDM, QAM, APSK), скремблирования, перемежения и фильтрации.

Применение искусственного интеллекта в беспроводной связи

Используйте искусственный интеллект для решения таких задач беспроводной связи, как распознавание модуляции, выявление характерных признаков сигналов, мониторинг спектра и классификация сигналов. Создавайте синтетические сигналы с радиочастотными помехами для обучения моделей искусственного интеллекта. Принимайте сигналы в радиоэфире с помощью оборудования SDR для обучения или тестирования.

Спутниковая радиосвязь Спутниковая радиосвязь

РЧ, антенны и MIMO

Массивное гибридное формирование луча MIMO
Массивное гибридное формирование луча MIMO
Массивное гибридное формирование луча MIMO Массивное гибридное формирование луча MIMO

Моделируйте радиочастотные интерфейсные эффекты, конструкции антенн и цифровые системы основной полосы частот в единой среде. Повышайте производительность системы с помощью технологий MIMO и массивного MIMO с несколькими антеннами. Описывайте приемники и каналы MIMO.

РЧ и моделирование антенн

Моделируйте влияние радиочастотных искажений, включая нелинейность, фазовый шум, квадратурный разбаланс, тепловой шум, а также отстройки фазы и частоты. Компенсируйте эти искажения.

Технологии MIMO

Моделируйте эффекты гибридного формирования луча в массивном MIMO. Моделируйте разнесенный прием и передачу, а также влияние эффектов пространственно-временного блочного кодирования и пространственного мультиплексирования на производительность системы связи. Оценивайте и выравнивайте каналы MIMO с замиранием.

Тестирование и измерения

Измерения EVM для системы ZigBee
Измерения EVM для системы ZigBee

Вычисляйте метрики, такие как EVM, ACPR, ACLR, MER и CCDF, для количественной характеристики производительности системы. Передавайте сигналы в радиоэфире с помощью аппаратных генераторов сигналов.

Измерения EVM для системы ZigBee Измерения EVM для системы ZigBee

Программно-определяемое радио

Подключайте свои модели передатчика и приемника к радиоустройствам и проверяйте разработки с помощью передачи и приема в радиоэфире.

Поддерживаемые SDR платформы

Взаимодействие MATLAB с оборудованием: ZYNQ-SDR

Подключайте свои сигналы к множеству поддерживаемых программно-определяемых радиостанций (SDR), включая радиостанции на базе ADAM-PLUTO, RTL-SDR, USRP и Xilinx Zynq.

Взаимодействие MATLAB с оборудованием: ZYNQ-SDR

Передатчики и приемники

Обработка захваченных сигналов SDR для определения спектра
Обработка захваченных сигналов SDR для определения спектра
Обработка захваченных сигналов SDR для определения спектра Обработка захваченных сигналов SDR для определения спектра

Обрабатывайте записанные или транслируемые в прямом эфире беспроводные сигналы для приложений, включая отслеживание самолетов с использованием сигналов ADS-B, автоматическое считывание показаний измерительных приборов, FM-радиовещание с помощью RBDS и приемника FRS/GMRS.